矿石贫化率的控制措施及计算方法探讨

覃健华　杨泽光

【摘 要】在实际生产过程中，由于质量管控不严及回采作业爆破布孔不科学等原因，造成采矿贫化率整体较高，最高时达30%～40%，这对矿山的生产经营成本控制和产品质量控制带来一定的困难。简便可行的贫化率计算方法，能够有效地检查采矿工作质量和分析采矿方法的合理性，为编制矿山生产计划，进行矿石质量管理和矿石储量的平衡与管理等提供依据。文章就如何降低矿石贫化率和提高贫化率计算准确性在广西佛子冲铅锌矿的实际应用展开说明，以供同类型矿山参考。

【关键词】贫化率；控制措施；计算方法

【中图分类号】TD852 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）03-0087-03

1 地质、开采概况

广西佛子冲铅锌矿为中—低温矽卡岩型铅、锌、铜多种金属硫化矿床，矿床产于佛子冲背斜近轴部的奥陶系中统上组上段（O2b-2）地层内，矿体成群、成带产出，以似层状矿体为主，部分呈透镜状及不规则状，矿体产状与岩层产状基本一致，长30～60 m，厚1.5～6 m，倾角多为60°～80°，少部分为20°～300°。沿走向及倾向矿体有膨胀、收缩、分枝现象。经30多年的开采，现保有资源储量的矿体多数为规模小、埋藏深，根据矿体产状，围岩稳固和地质构造等条件，矿山生产主要采用浅孔留矿法。

2 引起矿石贫化的原因

矿石贫化率是指回采过程中，由于矿体上、下盘围岩或脉内夹石的混入等综合因素的影响，使采出矿石的品位较工业品位降低数值与工业品位之比。通常引起矿石贫化的因素有以下几个方面。

（1）回采贫化。回采过程中，由于矿体边界控制不好，部分废石被采下混入矿石中造成贫化，这是贫化的主要原因。

（2）出矿贫化。在出矿过程中，由于矿石与上、下盘围岩的相互摩擦、错动，致使围岩片落造成的贫化；出矿后期，采场空区围岩应力状态发生变化，不稳固围岩片落造成的贫化。

（3）由于留矿法的特殊性，出矿结束时，残留于采场底部、边帮、放矿口及穿脉上方桃形矿柱等部位的高品位矿石的流失而造成矿石贫化。

（4）采场操作工质量意识不强，技术素质差，如炮眼方位布置不当、炮眼超深、不服从施工管理等，采下较多围岩造成矿石贫化。

（5）矿体边界不明显，施工指导不及时，会采下一定量的围岩造成贫化。

（6）特殊地质条件难以控制废石混入造成的矿石贫化。

3 矿石贫化率的控制措施

由于矿石贫化的原因是多方面的，有的可以控制，有的难以控制甚至不能控制。根据常见的几种影响矿石贫化的因素，并结合广西佛子冲铅锌矿的实际情况，采用以下控制方法。

3.1 探、采结合技术控制矿体边界

加强探矿与采掘工程的相互利用和紧密结合，采用探、采结合技术控制矿体边界。在具体操作中，我们利用中段采矿堑沟巷道沿走向追踪矿体，尽量保证堑沟布置在矿体内，并使堑沟一壁揭露矿体底板围岩，同时在穿脉之間每隔10 m左右增补穿透矿体顶板的小断面穿脉，而这些小断面穿脉在下一步的采矿工作中则成为电耙道或平底结构的放矿口。这些探采结合工程的应用，大大缩小了矿块的探矿网度，经过矿体的二次乃至三次圈定后，可以对矿体分布状态有了全面的认识，能够为回采提供较准确的边界。

3.2 锚固法处理采场围岩

采用浅孔留矿法采矿可以实时地对围岩进行有效的控制。过去对于采场不稳固围岩或大块裂石的处理方式是爆破崩落，当前在回采过程中对不稳固围岩及大块裂石多采用锚杆或锚杆网支护的方式，一定程度上降低了采场贫化率，也有效地保证了回采过程的安全。

3.3 加强现场技术管理

在回采过程中，矿脉厚度形状及错断尖灭等发生变化，地、测、采专业必须相互配合，加强现场技术管理。否则就会出现见脉就采，小脉大采的局面，造成人为的贫化。施工员要掌握矿体与围岩边界信息，指导作业人员合理布置炮眼。具体要求如下：？譹？訛矿体与围岩分界明显（出现裂隙、断层），矿石可爆性较好时，炮孔应与矿岩边界保持400～500 mm的距离。？譺？訛矿体与围岩分界较明显（节理不发育），矿石可爆性较好时，炮孔应与矿岩边界保持100～200 mm的距离。？譻？訛矿体与围岩分界不明显时，围岩可爆性较差时，炮孔可布置离矿体边界约100 mm处。

3.4 加强采场回采过程的地质测量工作

在回采过程中，及时做好编录工作，真实反映矿体的开采状况，对已采空的矿体，根据有关闭坑规程从整体上分析贫化状况，作为经验和教训进行总结。

3.5 实行奖惩制度

运用各种经济手段对采矿质量的好坏实行奖惩。在矿石回采过程中，贫化率比规定指标低的，给予物质及精神上的奖励，对质量控制较差的扣发部分奖金，对违反技术操作规程而造成贫化指标过高的或造成重大经济损失的，除扣发奖金外还要给予适当的行政处分。

3.6 回收残留的高品位矿石

出矿结束后，对残留高品位矿石进行回收，但要注意回收过程的贫化控制。

4 同类型矿山及控制前后贫化指标对比

表1中的数据表明，2016年广西佛子冲铅锌矿实行多方面贫化控制措施后，能够使矿石贫化率指标降低约6%。按每年36万t/年出矿量计算，每年可以少采出2.16万t废石，按经验采出1 t矿石从采矿—放矿—中转运输—提升—选矿的费用约200元，贫化率降低6%，则一年至少可以为企业节约432万元的采矿成本支出，能为企业创造良好的经济效益。

5 贫化率的计算方法

5.1 通過矿石品位计算

采矿过程中总会有些废石混入矿石中，因此采下运出的矿石必然要比采下的工业矿石的品位有所降低，这个过程叫做贫化。下面给出了不同贫化率的计算公式，可作为与采矿有关的从业人员的技术指导，亦可为矿业企业行政、技术管理人员提供参考。

矿石贫化率（γ）：

γ=■×100%（1）

废石混入率（γ0）：

γ0=■=■×100%（2）

其中：α为采场工业矿石品位（%）；α'为采出矿石品位（%）；α''为废石（围岩）品位（%）；R为采出矿石中的废石混入量（t）；T为采出矿石量（包括采出的工业矿量和混入的废石量）（t）。

通过矿石品位的方法计算矿石贫化率[式（1）]需要分别在矿石回采前及出矿过程中采集矿石样本（样本的采集必须做到贫、富平衡），通过对矿石回采前及出矿后样本的化验加权平均分别得出矿块的工业矿石品位及采出矿石品位，通过公式计算得出贫化率。这个方法对矿石取样要求较高，取样不均匀会影响最终的结果，操作难度较大，误差较大，因此结合实践可采用通过计算废石混入率来计算矿石贫化率。

5.2 通过计算废石混入率来计算贫化率

在围岩不含矿石的情况下，数值上，矿石贫化率和废石混入率是相等的，因此可以通过计算废石混入率来得到矿石贫化率。采用全面法、房柱法、浅孔留矿法和支柱法等采矿方法的矿山，由于地测人员可以进入采场进行工作，因此有以下具体操作方法：回采作业时每回采2层的高度，对采场进行一次简单测量，测量方法为支导线法，测量内容包括采场边界、矿体边界、夹石边界（如矿体产状变化较大时，可每采高一层测量一次）。这样，可以通过计算得出2次测量结果之間部分的矿石量和废石量，即可计算出2次测量结果之间部分的贫化率，采场结束后便可统计出采场贫化率。采场测量示意图如图1所示。

此种方法特别适合于留矿采矿法，采场矿体与围岩分界明显很适合，要求地、测、采技术人员相互配合，及时跟进采场回采进度并进行测量。

5.3 年度矿石总贫化率计算

（1）通过对所有采场贫化率加权平均计算。

（2）根据年总金属量反算出矿石贫化后的平均品位，根据地质储量表计算矿石工业品位的加权平均值，然后计算贫化率。

6 结论

实践证明，广西佛子冲铅锌矿实行多方面贫化控制措施后，能够使矿石贫化率指标降低约6%，这是技术及管理上的一大突破，切实提高了企业的经济效益。

参 考 文 献

[1]王运敏.现代采矿手册（上册）[M].北京：冶金工业出版社，2011.

[2]黄冲.采场矿石贫化率和采矿损失率指标分析管理[J].技术研究，2013（12）.

[3]方江涛.龙门山熔剂灰岩矿矿石贫化率计算方法探讨[J].太原经济管理干部学院学报，2004（A1）.

[4] 《采礦手册》编辑委员会.采矿手册[M].北京：冶金工

业出版社，1990.

[责任编辑：陈泽琦]